1.生产者/消费者模型为依据,在Windows环境下创建一个控制台进程,在该进程中创建n个线程模拟生产者和消费者,实现进程(线程)的同步与互斥.先初始化缓冲区长度为6:typedef int buffer_item;#define BUFFER_SIZE 6 2.创建三个信号量:mutex信号量,作为互斥信号量,用于互斥的访问缓冲区; full信号量,判断缓冲区是否有值,初值为0; empty信号量,判断缓冲区是否有空缓冲区,初值为缓冲区数。 3.缓冲将会被用于两个函数:insert_item()和rem
时间: 2023-06-19 11:04:33 浏览: 120
ove_item(),分别表示生产者往缓冲区中插入一个数据项和消费者从缓冲区中移除一个数据项。 insert_item()和remove_item()函数的实现如下:
```
int insert_item(buffer_item item)
{
//等待empty信号量
if (sem_wait(&empty) == -1)
return -1;
//等待mutex信号量
if (sem_wait(&mutex) == -1)
return -1;
//插入数据项
if (insert_into_buffer(item) == -1)
return -1;
//释放mutex信号量
if (sem_post(&mutex) == -1)
return -1;
//增加full信号量
if (sem_post(&full) == -1)
return -1;
return 0;
}
int remove_item(buffer_item *item)
{
//等待full信号量
if (sem_wait(&full) == -1)
return -1;
//等待mutex信号量
if (sem_wait(&mutex) == -1)
return -1;
//移除数据项
if (remove_from_buffer(item) == -1)
return -1;
//释放mutex信号量
if (sem_post(&mutex) == -1)
return -1;
//增加empty信号量
if (sem_post(&empty) == -1)
return -1;
return 0;
}
```
其中,insert_into_buffer()和remove_from_buffer()函数分别实现插入和移除数据项的具体逻辑。
完整的生产者/消费者模型实现代码如下:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#define BUFFER_SIZE 6
typedef int buffer_item;
buffer_item buffer[BUFFER_SIZE];
int head = 0, tail = 0;
sem_t mutex;
sem_t empty;
sem_t full;
void init()
{
//初始化信号量
sem_init(&mutex, 0, 1);
sem_init(&empty, 0, BUFFER_SIZE);
sem_init(&full, 0, 0);
}
int insert_into_buffer(buffer_item item)
{
if ((tail + 1) % BUFFER_SIZE == head)
return -1; //缓冲区已满
buffer[tail] = item;
tail = (tail + 1) % BUFFER_SIZE;
return 0;
}
int remove_from_buffer(buffer_item *item)
{
if (head == tail)
return -1; //缓冲区为空
*item = buffer[head];
head = (head + 1) % BUFFER_SIZE;
return 0;
}
void *producer(void *param)
{
buffer_item item;
while (1) {
//生产一个数据项
item = rand() % 100;
if (insert_item(item) == 0) {
printf("Producer produced %d\n", item);
} else {
printf("Producer error\n");
}
//随机等待一段时间
sleep(rand() % 3);
}
}
void *consumer(void *param)
{
buffer_item item;
while (1) {
if (remove_item(&item) == 0) {
printf("Consumer consumed %d\n", item);
} else {
printf("Consumer error\n");
}
//随机等待一段时间
sleep(rand() % 3);
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
pthread_t tid_producer, tid_consumer;
int i;
//初始化
init();
//创建生产者和消费者线程
pthread_create(&tid_producer, NULL, producer, NULL);
pthread_create(&tid_consumer, NULL, consumer, NULL);
//等待线程结束
pthread_join(tid_producer, NULL);
pthread_join(tid_consumer, NULL);
//销毁信号量
sem_destroy(&mutex);
sem_destroy(&empty);
sem_destroy(&full);
return 0;
}
```
在该代码中,我们使用了三个信号量mutex、empty和full来实现生产者/消费者模型。其中,mutex信号量用于互斥的访问缓冲区,empty信号量表示缓冲区是否有空缓冲区,full信号量表示缓冲区是否有值。在insert_item()和remove_item()函数中,我们使用了sem_wait()和sem_post()函数来访问和释放信号量。在生产者和消费者线程中,我们使用了pthread_create()函数创建线程,并使用pthread_join()函数等待线程结束。
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